FM1701 通用读卡机芯片
4
5
FM1701 通用读卡机芯片 ............................................................................................1
1
概述 ......................................................................................................................5
结构图 ..................................................................................................................6
2
3
管脚信息 ..............................................................................................................7
3.1 管脚配置..........................................................................................................7
3.2 管脚描述..........................................................................................................8
SOP20 封装..............................................................................................8
3.2.1.
数字接口 ............................................................................................................10
4.1 支持的微处理器接口概述............................................................................10
4.2 自动侦测微处理器接口类型........................................................................10
SPI 接口说明.................................................................................................10
4.3
4.3.1. 读数据.....................................................................................................10
4.3.2. 写数据..................................................................................................... 11
FM1701 寄存器组 .............................................................................................12
5.1 FM1701 寄存器组概述 .....................................................................................12
5.1.1 寄存器位权限..............................................................................................14
5.2 寄存器描述........................................................................................................15
5.2.1 PAGE0:指令和状态寄存器组..................................................................15
5.2.2 PAGE1:控制和状态寄存器组..................................................................21
5.2.3 PAGE2:发射及编码控制寄存器组..........................................................26
5.2.4 PAGE3:接收及解码控制寄存器组..........................................................30
5.2.5 PAGE4:时间及校验控制寄存器组..........................................................35
5.2.6 PAGE5:FIFO,Timer 及IRQ 控制寄存器组..........................................40
5.2.7 预留寄存器组..............................................................................................45
5.2.8 预留寄存器组..............................................................................................46
EEPROM 结构..................................................................................................47
6.1 EEPROM 存储器结构 ..................................................................................47
6.2 寄存器初始值存放区....................................................................................48
6.2.1 寄存器复位初始值存放区.....................................................................48
6.2.2 寄存器复位初始值.................................................................................49
6.2.3 寄存器初始值.........................................................................................50
6.3 密钥存放区....................................................................................................50
6.3.1 密钥格式.................................................................................................50
6.3.2 密钥的存放.............................................................................................51
FIFO...................................................................................................................52
6
7
FMSH仅供沈智华专用
8
9
8.1
7.1
概述..............................................................................................................52
7.2 访问规则........................................................................................................52
7.3 控制 FIFO......................................................................................................53
7.4
FIFO 状态信息..............................................................................................53
FIFO 相关寄存器..........................................................................................53
7.5
中断请求系统 ....................................................................................................54
概述..............................................................................................................54
8.1.1 中断源概述.............................................................................................54
8.2 中断应用........................................................................................................55
8.2.1 控制中断请求及其标识.........................................................................55
8.2.2 访问中断寄存器.....................................................................................55
8.3
IRQ 管脚配置................................................................................................55
8.4 中断相关寄存器............................................................................................56
TIMER...............................................................................................................57
概述..............................................................................................................57
9.1
9.2 TIMER 应用 ..................................................................................................58
9.2.1 控制TIMER............................................................................................58
9.2.2 TIMER 时钟周期.......................................................................................58
9.2.3 TIMER 状态...............................................................................................59
9.3 TIMER 用途 ..................................................................................................59
9.3.1 TIMER-OUT 和WATCH-DOG-COUNTER ..............................................59
9.3.2 STOP WATCH.............................................................................................59
9.3.3 PROGRAMMABLE ONE-SHOT TIMER ...................................................59
9.3.4 PERIODICAL TRIGGER ...........................................................................59
9.4 TIMER 相关寄存器 ......................................................................................60
10 省电工作模式...................................................................................................61
HARD POWER DOWN 模式 ...........................................................................61
10.1
10.2 SOFT POWER DOWN 模式...............................................................................62
10.3 STAND BY 模式..............................................................................................62
10.4 接收器关闭................................................................................................62
启动过程 ............................................................................................................63
11.1 HARD POWER DOWN 阶段.............................................................................63
11.2 复位阶段....................................................................................................63
11.3 初始化阶段................................................................................................64
11.4 初始化 SPI 接口方式....................................................................................64
12 振荡器电路.......................................................................................................65
13 发射管脚 TX2 ..................................................................................................66
13.1 配置 TX2....................................................................................................66
13.2 工作距离与功耗的关系............................................................................67
13.3 脉冲宽度....................................................................................................67
11
FMSH仅供沈智华专用
16.3.1
16.3.2
16.3.3
14 接收电路...........................................................................................................68
14.1 概述................................................................................................................68
14.2 信号接收过程................................................................................................68
14.3 接收器操作....................................................................................................69
14.3.1 Q 时钟自动校准.....................................................................................69
14.3.2 放大器.......................................................................................................69
14.3.3 相关电路...................................................................................................70
14.3.4 求值及数字化电路...................................................................................70
15 串行信号开关...................................................................................................71
15.1 概述................................................................................................................71
15.2 时序信号开关的相关寄存器........................................................................72
16 FM1701 指令集 ...................................................................................................73
16.1 概述................................................................................................................73
16.2 命令行为简介................................................................................................73
16.3 FM1701 命令简介.........................................................................................74
基本说明...............................................................................................74
STARTUP COMMAND 3FHEX ..............................................................76
IDLE COMMAND 00HEX ......................................................................76
16.4 通讯命令........................................................................................................77
TRANSMIT COMMAND 1AHEX ............................................................77
RECEIVE COMMAND 16HEX...............................................................81
TRANSCEIVE COMMAND 1EHEX........................................................85
16.5 E2PROM 访问命令.......................................................................................87
WRITEE2 COMMAND 01HEX...............................................................87
READE2 COMMAND 03HEX ................................................................89
16.6 其他命令........................................................................................................90
LOADCONFIG COMMAND 07HEX......................................................90
CALCCRC COMMAND 12HEX .............................................................91
16.7 命令执行过程中的错误处理........................................................................93
16.8 安全命令........................................................................................................94
LOADKEYE2 COMMAND 0BHEX ........................................................94
LOADKEY COMMAND 19HEX .............................................................95
AUTHENT1 COMMAND 0CHEX...........................................................96
AUTHENT2 COMMAND 14HEX ...........................................................97
17 认证及数据加密传输 ............................................................................................98
17.1 概述................................................................................................................98
17.2 密钥处理........................................................................................................98
17.3 操作三重认证指令........................................................................................99
17.4 认证算法........................................................................................................99
18 典型应用.........................................................................................................100
18.1 电路图..........................................................................................................100
16.8.1
16.8.2
16.8.3
16.8.4
16.4.1
16.4.2
16.4.3
16.5.1
16.5.2
16.6.1
16.6.2
FMSH仅供沈智华专用
18.2.1
18.2.2
18.2 电路描述......................................................................................................101
EMC 低通滤波器...............................................................................101
接收电路.............................................................................................101
18.3 计算天线线圈的电感..................................................................................102
18.3.1 直接连接天线的阻抗匹配.....................................................................103
19 电性能.............................................................................................................104
19.1 极限参数......................................................................................................104
19.2 工作条件......................................................................................................104
19.3 工作电流......................................................................................................105
19.4 管脚特性 .......................................................................................................106
19.4.1 输入管脚特性.........................................................................................106
数字输出管脚特性.............................................................................107
20.4.2
天线驱动管脚输出特性.....................................................................107
20.4.3
19.5 交流电性能 ...................................................................................................108
19.5.1
SPI 接口交流工作说明......................................................................108
19.5.2 时钟频率.................................................................................................109
21 E²PROM 特性 ..................................................................................................110
22 封装 ..................................................................................................................... 111
22.1. SOP20 封装 ................................................................................................. 111
FMSH仅供沈智华专用
1 概述
FM1701 是复旦微电子股份有限公司设计的基于 ISO14443 标准的非接触卡读
卡机专用芯片,采用 0.6 微米 CMOS EEPROM 工艺,支持 13.56MHz 频率下的
typeA 非接触通信协议,支持多种加密算法,兼容 Philips 的 MF RC530(SPI 接口)
读卡机芯片
产品特点:
高集成度的模拟电路,只需最少量的外围线路
操作距离可达 10cm
支持 ISO14443 typeA 协议
内部带有加密单元
支持 SPI 接口模式
包含 512byte 的 EEPROM
包含 64byte 的 FIFO
数字电路具有 TTL/CMOS 两种电压工作模式
软件控制的 power down 模式
一个可编程计时器
一个中断处理器
一个串行输出输入口
启动配置可编程
数字,模拟和发射模块都有独立的电源供电,电压范围从 3V 到 5.5V
发射口采用单端输出
封装形式为 SO20 封装
FMSH仅供沈智华专用
2 结构图
接口控制器
指令控制器
控制寄存器组
FIFO 控制器
EEPROM 接口
EEPROM 单元
加密单元
随机数发生器
中断控制器
计数器
可编程计时器
数据帧产生单元
CRC/奇偶校验
编码译码控制器
串行数据控制器
复位控制单元
时钟产生单元
解 调
控 制
器
发 射
控 制
器
图 2-1:FM1701 结构图
FMSH仅供沈智华专用
3 管脚信息
3.1 管脚配置
粗体字标识的管脚由 AVDD 和 AVSS 电源组供电
粗体框标识的管脚由 TVDD 和 TVSS 电源组供电
其他管脚由 DVDD 和 DVSS 电源组供电
RSTPD
OSCOUT
OSCIN
IRQ
TVDD
TX2
TVSS
NC
DVSS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
MISO
10
20
VMID
19
RX
18
AVSS
17
AUX
16
AVDD
15
DVDD
14
SCK
13
MOSI
12
NSS
11
NC
图 3-1:FM1701 管脚配置(SOP20 封装)
FMSH仅供沈智华专用
3.2 管脚描述
3.2.1. SOP20 封装
引脚序号
引脚名称 类型
引脚描述
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
RSTPD
OSCOUT
OSCIN
IRQ
TVDD
I
O
I
O
复位及掉电信号:高电平时复位内部电路,
晶振停止工作,内部输入管脚和外部电路隔
离;下沿触发内部复位程序
晶振输出
晶振输入:fosc = 13.56MHz
中断请求:输出中断源请求信号
发射器电源:提供 TX2 的输出能量
TX2
PWR 发射口 2:输出经过调制的 13.56MHz 信号
TVSS
O
发射器地
NC
PWR 固定接低电平
DVSS
PWR 数字地
MISO
NC
I
I
主入从出:SPI 接口下数据输出
固定接低电平
NSS
PWR 接口选通:选通 SPI 接口模式
MOSI
O
主出从入:SPI 接口下数据输入
SCK
DVDD
AVDD
AUX
I
I
I
I
串行时钟:SPI 接口下时钟信号
数字电源
模拟电源
模拟测试信号输出:输出模拟测试信号,测
试信号由 TestAnaOutSel 寄存器选择
AVSS
PWR 模拟地
FMSH仅供沈智华专用